SIMATIC S7-400

SIMATIC S7-400 to najbardziej wydajny i niezawodny sterownik PLC firmy SIEMENS. Przeznaczony jest do sterowania procesami technologicznymi oraz maszynami produkcyjnymi we wszystkich gałęziach przemysłu. Moc obliczeniowa, wielkość pamięci oraz zasoby komunikacyjne umożliwiają budowanie na bazie S7-400 kompletnych układów sterowania dla całych linii produkcyjnych. SIMATIC S7-400 stosowany jest powszechnie w automatyce procesowej, w której sterownik PLC pełni funkcję centralnego systemu sterowania i współpracuje za pośrednictwem sieci przemysłowych z rozproszonymi układami wejścia/wyjścia..
SIMATIC S7-400 doskonale sprawdza się również jako system sterowania w szybkich maszynach produkcyjnych, dla których krótki cykl programu sterownika gwarantuje uzyskanie maksymalnych wydajności produkcji.

Charakterystyka S7-400

Maksymalna liczba we/wy cyfrowych: 131056/131056
Maksymalna liczba we/wy analogowych: 8192/8192
Maks. pamięć programu: 4 Mbytes
Komunikacja: MPI, PROFIBUS, Ethernet, PROFINET
Bardzo krótki czas wykonania instrukcji
Konstrukcja bez wentylatora
Duży wybór procesorów, modułów I/O, opcji komunikacyjnych, modułów funkcyjnych
Możliwość pracy wieloprocesorowej
Interfejsy do systemów IT i sieci WWW
Dostępne wersje "fail-safe" i "fault tolerant"

Konstrukcja mechaniczna
Sterownik SIMATIC S7-400 ma konstrukcję modułową i nie posiada ruchomych, zużywających się części mechanicznych. Jego konfiguracja sprzętowa może być optymalnie dopasowana do wymagań danej aplikacji.
Poszczególne elementy systemu S7-400 montowane są w kasecie "rack" z wbudowaną magistralą "backplane". Moduły sygnałowe mogą być umieszczane centralnie, bezpośrednio za procesorem głównym CPU lub w kasetach oddalonych. Moduły sygnałowe centralne oraz zdalne można wymieniać pod napięciem, w trakcie pracy systemu.
Szybka i wydajna magistrala "backplane" sterownika S7-400 pozwala na obsługę przez główne CPU kilku procesorów komunikacyjnych. Każdy z procesorów komunikacyjnych może kontrolować niezależną sieć przemysłową, np. PROFIBUS lub PROFINET. Wykorzystanie sieci przemysłowych umożliwia podzielenie całego systemu sterowania na odrębne podsystemy np. do wymiany danych ze zdalnymi I/O, napędami elektrycznymi, panelami operatorskimi lub systemami MES.
Do łączenia ze sobą kaset centralnej oraz rozszerzających (maksymalnie do 21 kaset rozszerzających) wykorzystywane są moduły interfejsowe (IM). S7-400 dodatkowo umożliwia obsługę kaset w modułami wejścia/wyjścia systemu SIMATIC S5-115U, 135U oraz 155U.

Funkcjonalność
Wspólną cechą dla sterowników SIMATIC jest możliwość wprowadzania zmian w programie bez zatrzymywania sterownika. Sterowniki SIMATIC S7-400 umożliwiają również dokonywanie zmian konfiguracji sprzętowej "na ruchu". Funkcja CiR (Configuration in Run) pozwala na uruchamianie i zmianę konfiguracji sprzętowej systemu sterowania podczas właściwej pracy instalacji.
Sterowniki SIMATIC S7-400 mogą pracować w trybie izochronicznym (synchronizacja cyklu przetwarzania programu z akwizycją sygnałów wejściowych i wyjściowych). Poprawiają wydajność systemu sterowania i umożliwiają obsługę nawet najszybszych procesów.
Istotną cechą sterowników S7-400 są wykonania "Fail-safe", stosowane w układach wymagających wysokiej niezawodności działania. Redukują ryzyko związane z błędnym działaniem układu sterowania lub awarią urządzeń współpracujących ze sterownikiem.
Spełnienie wysokich wymagań niezawodnościowych zapewniają również rozwiązania redundantne systemów sterowania, w których każdy z elementów systemu jest dublowany (systemy automatyki mogą sterować procesem produkcyjnym nawet w przypadku wystąpienia awarii któregokolwiek z jego elementów).
Zaletą S7-400 jest możliwość pracy kilku procesorów CPU w obrębie jednego sterownika (Multi-computing). Każdy procesor ma przyporządkowane swoje zadania.

Komunikacja
Podstawą nowoczesnych systemów rozproszonych opartych na koncepcji Całkowicie Zintegrowanej Automatyki stanowią sieci komunikacyjne. Sterowniki rodziny S7-400 umożliwiają komunikacje w sieciach:

Ethernet Przemysłowy - (IEE 802-3 oraz 802u) powszechnie akceptowany międzynarodowy standard (Ethernet). System komunikacji dla sieci lokalnych i obiektowych w tym komunikaty e-mail, FTP, WEB serwer.
PROFINET - międzynarodowy standard komunikacji oparty o sieć Industrial Ethernet, zapewniający komunikację w czasie rzeczywistym na wszystkich poziomach układu automatyki. Umożliwia nieograniczone stosowanie istniejących standardów IT w połączeniu z komunikacją przemysłową. PROFINET zapewnia również komunikację z systemami Motion Control, dzięki możliwości przesyłania danych ze stałym i deterministycznym cyklem.
PROFIBUS (IEC 61158/EN 50170) - sieć przemysłowa do komunikacji pomiędzy sterownikami i urządzeniami I/O.
AS-Interface (EN50295) - sieć przemysłowa do komunikacji z dwustanowymi czujnikami i elementami wykonawczymi.
BN 50090, ANSI EIA 776 - standard komunikacji w obrębie systemów instalacyjnych i w automatyce budynków.
Interfejs Punkt-Punkt - interfejs szeregowy do realizacji prostych zadań komunikacyjnych lub komunikacji poprzez niestandardowy protokół wymiany danych.

Programowanie
Sterowniki S7-400 programowane są za pomocą pakietu narzędziowego STEP 7 lub STEP 7 Professional. Oprogramowanie narzędziowe pozwala na łatwe i pełne wykorzystanie wszystkich funkcji sterownika. Obydwa pakiety pozwalają na całkowitą realizację projektu sterowania, począwszy od tworzenia konfiguracji sprzętowej poprzez implementacje algorytmu sterowania i uruchomienia systemu a kończąc na diagnostyce i serwisowaniu sterownika. Oprogramowanie z rodziny Engineering Tools zawiera dodatkowe pakiety narzędziowe służące do programowania sterowników za pomocą języków zorientowanych funkcjonalnie: S7-SCL, S7-GRAPH, S7-GRAPH, CFC.
Wszystkie procesory CPU mogą być programowane w językach STL, LAD, FBD.